圆锥曲线专题

发布 2022-10-10 19:12:28 阅读 5454

兰博培训学校2010暑假高三数学专题班讲义。

圆锥曲线。第一节椭圆。

例1、椭圆焦距|f1f2|=4,点p在椭圆上,∠f1pf2=,若△f1pf2的面积s=,求椭圆的标准方程。

解题思路分析:

因△f1pf2的面积可通过s=

及s=两种方式转化,故本题有两种解题途径。

思路一:如图,建立坐标系,则f1(-7,0),f2(7,0),不妨设p(x0,y0),(x0>0,y0>0)

又, 直线pf1到直线pf2的角为。

p在椭圆上。

又 a2-b2=c2=49

②联立,解得a2=62,b2=13

所求椭圆方程为。

当f1,f2在y轴上时,椭圆方程为。

思路二:不防设|pf1|=r1,|pf2|=r2,则。

r1r2=52

在△f1pf2中。

|f1f2|2=r12+r22-2r1r2cos

|f1f2|2=(r1+r2)2-r1r2

142=(2a)2-52

a2=62

b2=a2-c2=13

当焦点在x轴上时,椭圆方程为。

当焦点在y轴上时,椭圆方程为。

注:思路一偏重于坐标系中的运算,思路二涉及到三个方面的重要知识,一是定义,一般地,当涉及到椭圆上的点到焦点的距离(又称焦半径)时,总是联想到定义,这是解题规律;二是解三角形的知识,如正弦定理,余弦定理等,△pf1f2常称为焦点三角形,三是整体计算的思想,如2a=r1+r2,求得r1+r2,即求得2a;对条件r1r2的整体运用等。思路二是先定形状,再定位置。

例2、定点a(-1,1),b(1,0),点p在椭圆上运动,求|pa|+|pb|的最值。

解题思路分析:

b为右焦点。

若用距离公式建立函数关系再求最值显然行不通。

考虑用平面几何知识求解。

解题的突破口是用定义转化|pb|

设左焦点为b1(-1,0),则|pb|=2a-|pb1|=4-|pb1|

|pa|+|pb|=4+|pa|-|pb1|

|pa|-pb1|≤|ab1|

当且仅当p、a、b1三点共线时,等号成立。

连ab1,延长交椭圆于p1,则|p1a|-|p1b1|=|ab1|

当p在p1时(|pa|-|pb1|)max=|ab1|=1

(|pa|+|pb|)max=5,此时p1(-1,)

又 |pa|+|pb|=4+|pa-|pb1|=4-(|pb1|-|pa|)

当|pb1|-|pa|最大时,|pa|+|pb|最小。

同刚才理由,延长b1、a交椭圆于p2

则|pb1|-|pa|≤|ab1|=|p2b1|-|p2a|=1

(|pa|+|pb|)min=3,此时p2(-1,)

注:本题关键有二,一是利用定义转化焦半径;二是利用了三角形中边的不等关系,即两边之差小于第三边,如一般情形下,|pb1|-|pa|<|ab1|。当|ab1|为常数,且严格不等号能取得等号时,|ab1|为|pb1|-|pa|的最大值。

这是利用最值定义求最值时一种重要的处理方法,即先找不等关系,再试图寻找等号成立的条件。

例3、已知△abc的三边a>b>c,且a、b、c成等差数列,a、c坐标分别为(-1,0)和(1,0),求顶点b的轨迹。

解题思路分析:

a、b、c成等差数列。

a+c=2b

即 |bc|+|ba|=2|ac|=4

a、c为定点,4>|ac|>2

由椭圆定义知,点b轨迹是以a、c为焦点的椭圆,其方程为。

根据题设,需检查完备性。

a>b>c

|bc|>|ba|

点b在y轴右侧。

又abc构成三角形。

y≠0 所求轨迹为椭圆在y轴左侧部分,去掉(-2,0),如图。

例4、已知椭圆两个焦点坐标是f1(-2,0)、f2(2,0),且经过点p(),试求椭圆的标准方程。

解题思路分析:

法一:利用待定系数法。

根据焦点坐标特征,设椭圆方程为(a>b>0)

则。解之得,或。

椭圆的标准方程为。

思路二:已知两焦点及椭圆上一点,利用定义求参数。

2a=|pf1|+|pf2|=

a2=10

b2=a2-c2=6

所求椭圆方程为。

注:比较两种方法可知,思路一运算量大,利用定义则可大大减少字母运算,希望同学们重视定义法解题。

例5、已知两圆⊙o1:x2+y2+2x-15=0,⊙o2:x2+y2-2x=0

1) 证明两圆内含;

2) 如果⊙p与⊙o1内切,又与⊙o2外切,试求⊙p圆心p的轨迹方程。

解题思路分析:

(1)⊙o1:(x+1)2+y2=42,⊙o2:(x-1)2+y2=1

圆心o1(-1,0),o2(1,0),半径r1=4,r2=1

只需证|o1o2|<|r1-r2|即可。

|o1o2|=2,|r1-r2|=r1-r2=3

⊙o1与⊙o2内含。

(2)设⊙p的半径为r1

则。 |po1|+|po2|=5

5>|o1o2|=2

点p轨迹是以o1、o2为焦点的椭圆,其方程为。

同步练习。一) 选择题。

1、 焦距为6,焦点在x轴上的椭圆经过点(0,-4),则如椭圆标准方程是。

ab、cd、

2、 方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数m的取值范围是。

a、(3,7) b、(3,5)∪(5,7) c、(3,5) d、(5,7)

3、 过椭圆的一个焦点,且垂直于x轴的直线被此椭圆截得的弦长为。

ab、3cd、

4、 若椭圆2kx2+ky2=1的一个焦点是(0,-4),则实数k的值是。

ab、8cd、32

5、已知f1、f2是椭圆的两个焦点,过f1的直线与椭圆交于m、n两点,则△mnf2的周长是。

a、10b、16c、20d、32

6、若关于x、y的方程x2sinα-y2cosα=1所表示的曲线是椭圆,则方程(x+cosα)2+

y+sinα)2=1所表示的圆的圆心在。

a、第一象限 b、第二象限 c、第三象限 d、第四象限。

7、已知两椭圆ax2+y2=8与9x2+25y2=100的焦距相等,则a的值为。

a、9或 b、或 c、9或d、或。

8、若f是椭圆(a>b>0)的一个焦点,mn是过中心的一条弦,则△fmn面积的最大值是。

a、abb、acc、bcd、

二) 填空题。

9、椭圆4x2+2y2=1的焦点坐标是。

10、椭圆上一点p与两焦点恰好构成边长为2的正三角形,则此椭圆标准方程为。

11、中心在原点,以直线3x+4y-12=0与两坐标轴的交点分别作为顶点和焦点的椭圆方程是。

12、对称轴在坐标轴上的椭圆经过点p(3,0),且长轴长是短轴长的三倍,则椭圆方程是。

13、若方程表示椭圆,则实数k的取值范围是。

14、若方程表示焦点在y轴上的椭圆,则实数k的取值范围是。

15、椭圆ax2+by2+ab=0(a(三) 解答题。

16、椭圆的两个焦点f1、f2在x轴上,以|f1f2|为直径的圆与椭圆的一个交点为(3,4),求椭圆的标准方程。

17、一动点到两条相交于原点直线y=±kx(k>0)的距离的平方和为常数r2(r>),求此动点的轨迹。

18、设p是椭圆(a>b>0)上的一点,f1、f2是椭圆的两个焦点。

1) 记∠f1pf2=θ,求证;

2) 若|pf1|-|pf2|=2m(m>0),求证:∠f1pf2=

19、已知b(8,0),c(-8,0)是△abc的两个顶点,ab、ac上中线长之和为30,分别求重心g和顶点a的轨迹方程。

20、过原点的椭圆的一个焦点为f(1,0),其长轴长为4,求椭圆中心的轨迹方程。

第二节椭圆的几何意义。

一、 典型例题。

例1、定点a(-1,1),b(1,0),点p在椭圆上运动,求|pa|+2|pb|的最小值。

解题思路分析:

如果试图用距离公式建立函数关系,从而求最小值,显然是行不通的。注意到b(1,0)是焦点,因此用定义转化2|pb|

设右准线 : 4

过p作ph⊥ ,h为垂足。

则, |ph|=2|pb|

(|pa|+2|pb|)min=(|pa|+|ph|)min

a、 分别为定点与定直线。

过a作ah0⊥ ,交椭圆于p0,h0为垂足,则点p0为所求的点。

(|pa|+|ph|)min=|ah0|=5

注:实际上,|pa|+2|pb|=|pa|+|pb|。对于与焦半径及离心率有关的问题,一般用椭圆的第二定义转化。

例2、过椭圆的左焦点f作倾斜角为α的弦mn,若弦长不大于短轴长,求cosα的取值范围。

解题思路分析:

本题cosα范围所对应的不等关系很明显:|mn|≤2b=4,关系是如何求|mn|,焦半径的原理就是椭圆的第二定义。

设直线mn:,代入得(1+4k2)x2+16k2x+16(3k2-1)=0

焦点f在椭圆内部。

该方程判别式△≥0恒成立。

设m(x1,y1),n(x2,y2)

则 x1+x2

又|mn|=|mf|+|nf|=a+ex1+a+ex2=2a+e(x1+x2)=8+ (x1+x2)

8+ (x1+x2)≤4

x1+x2

由①②得:≤

化简得:k2≥,即≥

注:当直线与椭圆相交时,对于交点,一般都用设而不求的思想处理。途径一就是本例的模型;列方程组,用韦达定理。另一种常用途径见下例。

例3、焦点在x轴上的椭圆c的一顶点为b(0,-1),右焦点到直线m:x-y+=0的距离为3,1) 求c的方程;

(2)是否存在斜率k≠0的直线与c交于两点m、n,使|bm|=|bn|?若存在,求出k的取值范围;若不存在,注明理由。

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